DE1488566A1 - Innengekuehlter Elektromotor - Google Patents

Innengekuehlter Elektromotor

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DE1488566A1
DE1488566A1 DE19651488566 DE1488566A DE1488566A1 DE 1488566 A1 DE1488566 A1 DE 1488566A1 DE 19651488566 DE19651488566 DE 19651488566 DE 1488566 A DE1488566 A DE 1488566A DE 1488566 A1 DE1488566 A1 DE 1488566A1
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rotor
cooling
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ventilation
rotor core
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Zoder Dipl-Ing Fritz
Hoffmann Dipl-Ing Josef
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Loher & Soehne GmbH
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Loher & Soehne GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)

Description

  • Innengekühlter Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf einen innengekühlten Elektromotor mit beidseitiger Saugbelüftung, bei welchem der Kühlluftstrom ohne radiale Kühlluftkanäle geführt ist.
  • Innengekühlte Blektromotoren in den Schutzarten P 11 bis P 22 nach DIN 40 050 besitzen für kleinere und mittlere Leistungen einen auf der Antriebs- oder Nebenseite angeordneten Radiallüfter. Dieser Radiallüfter saugt normal die Kühlluft über die Wic#elköpfe der Ständerwicklung und einen dazu im Querschnitt angepassten, gleichmässig über den ganzen Umfang des Ständerblechpaketes verlaufenden mantelförmigen Kanal sowie durch axial verlaufende Kühlbohrungen des Läuferblechpaletes an und drückt sie durch die Ausblasöffnung des jeweilig zugeordneten Lagerschildes. Dabei kann durch Einbau von Luftleitblechen im Ständer- oder Läuferteil die jeweilige Kühlluftmenge und die vom Durchtrittsquerschnitt abhängige Luftgeschwindigkeit in bestimmten Grenzen variiert werden. Um die erforderliche Kühlluftmenge und Luftgeschwindigkeit zu erzielen, ist es in den meisten Fällen erforderlich, den Aussendurchmesser des Lüfters so gross wie den Aussendurchmesser der Wicklung oder des Ständerblechpaketes zu wählen. Dadurch wird die axiale Länge des Motorgehäuses und auch die Lage des aktiven Teiles des Motors im Bezug auf die senkrechte Mittelachse des Motors beeinflusst. rieben einer Verminderung der Geräuschbildung bringt die doppelseitige Belüftung kleinerer innengekühlter Elektromotoren Vorteile im Bezug auf die gleichmässige Beaufschlagung beider Wickelköpfe der Ständerwicklung mit Kühlluft. Weiterhin kann der äussere Durchmesser beider Lüfter so klein gewählt werden, dass sie im Inneren des Wickelkopfraumes angeordnet werden können. Dadurch kann die axiale Gesamtlänge des Motors verringert oder der aktive Aufwand an Blechpaketlänge vergrössert werden.
  • Die Belüftungsart mit beidseitiger Belüftung wird bei grösseren rotierenden elektrischen Maschinen in den Schutzarten P 12 bis P 22 vielfach angewendet. Durch radial angeordnete Kühlkanäle im Ständer- und läuferblechpaket tritt eine zusätzliche Saug- und Druckwirkung durch die durch die axialen Kühlöffnungen des Läufers geleitete Kühlluft auf. Zudem kann der Durchtrittsauerschnitt für die axialen Kühlkanäle des Läufers durch Verwendung von aufgeschweissten Stegen auf der Welle entsprechend gross gehalten werden. Bei kleineren innengekühlten Motoren sind die axialen Kühlbohrungen im häuferblechpaket meist mit kreisfürmigem Querschnitt in die Läuferbleche eingestanzt. Anzahl und Grösse dieser Kühlbohrungen hängt weitgehend vorn der Polzahl und magnetischen Ausnutzung des Blechpaketes ab.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, auch kleinere innengekühlte Elektromotoren mit einer doppelseitigen, wegen des geringen Durchmessers der Lüfter sehr geräuscharmen Belüftung auszugestalten. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Elektromotor der eingangs geschilderten Art darin, dass erfindungsgemäss die das Läuferblechpaket zusammenhaltenden Druckscheiben als zusätzliche radiale Sauglüfter ausgebildet sind, indem die Druckscheiben in fortlaufender Folge radial am Umfang gleichmässig verteilt angegossene Bügel beziehungsweise Öffnungen aufweisen die wechselseitig den jeweiligen Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes zugeordnet sind und dass über die Öffnungen der beidseitigen Lagerschilde kalte Kühlluft unmittelbar durch die Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes angesaugt und über die Stabringverbindungen des Läuferkäfigs an die Wickelköpfe der Ständerwicklung weitergeleitet wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckscheiben zugleich auch als Befestigungsnaben für die Radiallüfter der beidseitigen Belüftung ausgebildet, indem sie auf der dem Läuferblechpaket entgegengesetzten Seite mindestens 3 um 1200 versetzte Angüsse aufweisen, auf welchen die Hauptlüfter befestigt sind. Der entscheidende Vorteil gegenüber der sonst üblichen direkten Belüftung des Läufers besteht darin, dass von beiden Seiten her kalte Kühlluft unmittelbar durch die Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes angesaugt und über die Stabringverbindungen des Läuferkäfigs an die Wickelköpfe der Ständerwicklung weitergeleitet wird. Dabei sind die Druckscheiben für das Läuferblechpaket so ausgebildet, dass sie hinsichtlich ihres Lüftereffektes und hinsichtlich der Abdeckung der axialen Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes jeweils die Hälfte der gesamten Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes erfassen. Die Befestigungsart, wie sie Gegenstand der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist, ermöglicht eine wesentliche Herabsetzung des Luftwiderstandes beim Ansaugen der Kühlluft durch den Lüfter, so dass auch die Förderleistung selbst entsprechend erhöht wird.
  • Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielshaft erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt eines innengekühlten Drehstromaufzugmotors; Figur 2 einen Schnitt durch den Läufer entlang der Linie B-M in Figur 3 und Figur 3 einen Schnitt durch das Läuferblechpaket entlang der Linie A-M in Figur 1.
  • Als Ausführungsbeispiel ist ein innengekühlter Drehstromaufzugmotor mit zwei getrennten Wicklungen für Drehzahl- verhältnisse von 1 : 4 bis 1 : 9 (4/16 - 4/36-polig) gewählt worden. Das. auf der Welle aufgeschichtete Läuferblechpaket 1 wird durch zwei beispielsweise aus Grauguss bestehende Druckscheiben 2 unter einem bestimmten Pressdruck zusammengehalten. Das Läuferblechpaket besitzt ausgestanzte, trapezförmige, zum Wellendurchmesser ausgerundete, axiale Öffnungen 4 für den Durchtritt der Kühlluft. Die Läuferdruckscheibe 2 isst auf der Seite gegen das Läuferblechpaket als saugender Radiallüfter 5 ausgebildet. Die Öffnungen dieses Lüfters sind wechselseitig jeweiligen Kühlbohrungen 4 des Läuferbleehpaketes 1 zugeordnet. Dadurch erhält der Läufer über die halbe Anzahl von Kühlöffnungen 4 die Kühlluft von der Antriebs- (Darstellung in Figur 2) und über die andere Hälfte der Kühlöffnungen von der Niehtantriebsseite (Darstellung in Figur 1). Die Läuferdruckscheiben besitzen in fortlaufender Folge radial am Umfang gleichmässig verteilt angegossene Flügel 5 bzw, entsprechend dem Durchtrittsquerschnitt der Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes angepasste Öffnungen 6. Die Kühlluft selbst wird über die Öffnungen der Lagerschilde 7 durch die an drei um 120° versetzten Angüsse 3 der Läuferdruckscheiben befestigten Lüfter 8 angesaugt und über die Wickelköpfe der Ständerwicklung 9 aus den am Umfang des Ständermantels angeordneten luftaustrittsöffnungen 10 geleitet. Ein Teil der angesaugten Kühlluft wird zur Kühlung des Lüfters und der Stabringverbindungen des Läuferkäfigs 11 von der jeweils gegenüber dem Lüfter liegenden Druckscheibe über die Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes l angesaugt und über die Stabringverbindungen und dem zwischen dem Blechpaket liegenden Teil der Ständerwickelköpfe zu den Luftaustrittsöffnungen geleitet. Diese besondere Anordnung der Läuferkühlung ermöglicht eine wesentlich intensivere, direkte Abfuhr der Verlustwärme aus dem läuferblechpaket und aus dem Läuferkäfig. Weiterhin wird der Läufer grundsätzlich mit nicht vorgewärmter Kühlluft beaufachlagt. Die aus dem Blechpaket tretenden Stäbe des Läuferkäfigs unterstützen die Ventilationswirkung der besonders ausgebildeten läuferdruckscheiben. Weiterhin besteht die Möglichkeit der Befestigung der Lüfter an entsprechenden Angüssen der läuferdruckscheiben. Damit kann weitgehend eine optimale Verteilung und Führung der angesaugten Kühlluft erzielt werden. Es wird ausserdem eine Verbesserung der Ansaugverhältnisse der beiden Lüfter erreicht. Weitere Vorteile dieser Anordnung sind die Verkleinerung der axialen Länge des Ständergehäuses oder bei vorgegebenen Abmessungen des Ständergehäuses die Unterbringungsmöglichkeit eines längeren Blechpaketea. Gegenüber der normalen Belüftungsanordnung von innengekühlten Blektromotoren mit einem Radiallüfter wird bei der doppelseitigen Belüftung nach dem Brfindungsgedanken eine intensivere und gleichmässigere Kühlung des Ständers und des Läufers bei wesentlich herabgesetzter Geräuschbildung erreicht.

Claims (4)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1 Innengekühlter Blektromotor mit beidseitiger Saugbelüftung, bei welchem der Kühlluftstrom ohne radiale Kühlkanäle geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die das Läuferblechgaket (1) zusammenhaltenden Druckscheiben (2) als zusätzliche radiale Sauglüfter (5) ausgebildet sind, indem die Druckscheiben (2) in fortlaufender Folge radial am Umfang gleichmässig verteilt angegossenen Flügel (5) beziehungsweise Öffnungen (6) aufweisen, die wechselseitig den jeweiligen Kühlbohrungen (4) des Läuferblechpaketes (1) zugeordnet 'sind, und dass über die Öffnungen der beidseitigen Lagerschilde (7) kalte Kühlluft unmittelbar durch die Kühlbohrungen (4) des Läuferblechpaketes (1) angesaugt und über die Stabringverbindungen des Läuferkäfigs (11) an die Wickelköpfe der Ständerwicklung (9) weitergeleitet wird.
  2. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheiben (2) als Befestigungsnaben für die Radiallüfter der beidseitigen Belüftung ausgebildet sind, indem sie auf der dem Läuferblechpaket (1) entgegengesetzten Seite mindestens drei um 120o versetzte Angüsse (3) aufweisen, auf welchen die Hauptlß!fter (8) befestigt sind.
  3. 3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe und der Querschnitt der Angüsse (3) an ,der Läuferdruckplatte einen geringen Luftwiderstand erzeugen und dadurch optimale Verhältnisse hinsichtlich der Saugwirkung der auf die Angüsse befestigten Lüfter (8) erzielt sind.
  4. 4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugwirkung der als Läuferdruckscheiben (3) ausgebildeten Zusatzlüfter für die direkte Belüftung der Läufer durch die aus den Nuten austretenden Stäbe des Kurzschlusskäfigs verstärkt ist.
DE19651488566 1965-07-01 1965-07-01 Symmetrisch innenbelüfteter Elektromotor mit Kurzschlußkäfig Expired DE1488566C3 (de)

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DE1488566B2 DE1488566B2 (de) 1972-06-15
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